Seminar Visuelle Neurowissenschaften Motion 04.06.2007
Wandell, B. (1995). Foundations of Vision, chapter 10: Motion and Depth; Sunderland: Sinauer. (p. 341-386)
Motion Aftereffect / Waterfall illusion Aftereffect following viewing of uniformly moving stimulus Effect transfers from left adapted to right unadapted eye.
-> Video
Motion Aftereffect Responses of direction selective retinal rabbit cells (Barlow & Hill, 1963)
Motion-Detector
Motion-Detector
Reichardt -Detector
Reichardt -Detector • Der Reichhardt-Detektor wurde zuerst im visuellen System der Fliege nachgewiesen • Der Detektor spricht an, wenn die Verzögerung seines zeitlichen Filters identisch ist mit der Dauer der Reizbewegung • Daraus folgt, dass man für jede Geschwindigkeit einen eigenen Detektor benötigt • Um einfachen Flicker von Bewegung zu unterscheiden, werden zwei Detektoren für gegensätzliche Richtungen kombiniert
Perceived Speed Depends on Stimulus Contrast 7x contrast of standard standard
1/7x contrast of standard
A Motion Sequence
Space-Time-Oriented Receptive Field
A Method for Creating A SpaceTime-Oriented Receptive Field (t,x) receptive field of neuron in (A)
Space-Time-Oriented Receptive Field in Cat Cortex
The Intersection of Constraints
Scheinwelt Kino Im Kino und Fernsehen werden Reihen von stationären Bildern gezeigt (25 pro Sekunde), die dann als glatte Bewegungen wahrgenommen werden Als Faustregel gilt: Ist der zeitliche Abstand der Bilder kleiner als 15 msec (60 Hz), dann kann die Bildsequenz nicht von einer glatten Bewegungsfolge unterschieden werden
The Representation of Continuous and Temporally Sampled Motion
A Graphical Method to Decide when Sampled Motion can be Discriminated from Continuous Motion
Anatomy of the Motion Pathway
Preferred Direction Ein kleiner Prozentsatz der Zellen in V1 (weniger als 10%) hat eine bevorzugte Bewegungsrichtung. Reize in Gegenrichtung lösen keine Antwort aus. Diese Zellen befinden sich vor allem in der Schicht 4B, deren Eingangssignale aus den magnozellulären Schichten des CGL stammen. Die Neurone aus der Schicht 4B projizieren in andere kortikale Areale, die für die Bewegungswahrnehmung wichtig sind.
Direction Selectivity in Area MT
Referat 1: Watson, A. B., Thompson, P. G. , Murphy, B. J. and Nachmias, J. (1980). Summation and discrimination of gratings moving in opposite directions. Vision Research, 20, 341-347.
Purpose of study
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Test of Levision & Sekuler’s claim that the sum of two gratings is not more visible than either grating (Levinson & Sekuler, 1975, J. Physiol., 250, 347-366).
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Different here: 2AFC instead of MOA
Task •
Contrast sensitivity of detection and identification of moving and counterphase sinusoidal grating
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Two subjects
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Exp. 1: Detection of left-moving, right-moving and counterphase grating (4 contrasts, 1300 trials, fixed spatial and temporal frequency, 7.7% catch trials)
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Exp. 2: 2AFC task, subject had to simultaneously detect grating & identify direction of moving grating
Results, Exp. 1: counter phase grating rightward moving grating leftward moving grating
Results, Exp. 1: prediction directional non-selective mechanism
data
directional selective mechanism
Results, Exp. 2: Spatial frequency of 2c/deg
Spatial frequency of 8c/deg
Referat 2:
Newsome, W.T., Britten, K.H. & Movshon, J.A. (1989). Neuronal correlates of a perceptual decision. Nature, 341, 52-54.
Single Cell Activity in MT Stimuli:
-> Video
Task •
Monkey performs psychophysical task • Single cell recordings from MT • Motion simulus centered on receptive field
Psychophysics
MT responses preferred direction
null direction
Neurometric Function A neurometric function quantifies how well stimulus direction can be predicted based on single cell activity.
Comparison Neurometric function
Psychophysics
Comparison of psychophysical and physiological thresholds Einzelne Zellen sind im Schnitt genauso gut bei dieser Aufgabe wie der ganze Affe Viele Zellen sind sogar besser!
Referat 3: Salzman, C.D. Britten, K.H. & Newsome, W.T. (1990). Cortical microstimulation influences perceptual judgements of motion direction. Nature, 346, 174-177.
Mikrostimulation • Zellen in MT sind nach ihrer bevorzugten Bewegungsrichtung angeordnet • Während der Darbietung eines Bewegungsreizes wird nun eine solche Kolumne elektrisch stimuliert
Mikrostimulation von Neuronen Effekt der Stimulation
Stimulation verändert die Angaben der Bewegungsrichtung und daher vermutlich auch die wahrgenommene Richtung. Neurone in MT sind an diesen Entscheidungen kausal beteiligt!
